2020高考化学一轮复习考点规范练25《难溶电解质的溶解平衡》(含解析)

考点规范练25　难溶电解质的溶解平衡

(时间:45分钟　满分:100分)

一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)

1.向含MgCl2和CuCl2的混合溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,沉淀的质量(m)与加入NaOH溶液体积(V)的关系如图所示,已知V2=3V1,下列说法正确的是              (　　)

A.原溶液中MgCl2和CuCl2的物质的量浓度相等

B.该实验不能证明Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的Ksp小

C.水的电离程度:A>B>C

D.若向Mg(OH)2悬浊液中加入CuCl2溶液,一定会有Cu(OH)2生成

2.下列说法不正确的是(　　)

A.其他条件不变,离子浓度改变时,Ksp不变

B.由于相同温度时Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS在一定条件下可转化为CuS

C.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关

D.两种难溶电解质作比较时,Ksp越小的电解质,其溶解度一定越小

3.实验:

①0.1 mol·L-1 AgNO3溶液和0.1 mol·L-1NaCl溶液等体积混合得到浊液a,过滤得到滤液b和白色沉淀c;

②向滤液b中滴加0.1 mol·L-1KI溶液,出现浑浊;

③向沉淀c中滴加0.1 mol·L-1KI溶液,沉淀变为黄色。

下列分析不正确的是(　　)

A.浊液a中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)

B.滤液b中不含有Ag+

C.③中颜色变化说明AgCl转化为AgI

D.实验可以证明AgI比AgCl更难溶

4.利用下表三种试剂进行实验,相关分析不正确的是(　　)

A.向①中加入酚酞溶液显红色,说明物质的“不溶性”是相对的

B.分别向少量Mg(OH)2沉淀中加入适量等体积的②③,沉淀均能快速彻底溶解

C.①③混合后发生反应:Mg(OH)2(s)+2N(aq)Mg2+(aq)+2NH3·H2O(l)

D.向①中加入②,c(OH-)减小,Mg(OH)2溶解平衡正向移动

5.某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.加入Na2SO4可以使溶液由A点变到C点

B.通过蒸发可以使溶液由D点变到C点

C.B点无BaSO4沉淀生成

D.A点对应的Ksp大于C点对应的Ksp

6.已知t℃时的Ksp(AgCl)=1.6×10-10,Ksp(AgBr)=7.8×10-13;在t℃时,Ag2CrO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.t℃时,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-9

B.t℃时,在饱和Ag2CrO4溶液中加入AgNO3可使溶液由Z点到X点

C.t℃时,溶解度的大小顺序为AgCl>Ag2CrO4>AgBr

D.t℃时,取一定量的KCl和KBr的混合溶液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,

7.下表是Fe2+、Fe3+、Zn2+被OH-完全沉淀时溶液的pH。已知Zn2+开始沉淀的pH=5.4。某硫酸锌酸性溶液中含有少量Fe2+、Fe3+杂质,为制得纯净的ZnSO4,应加入的试剂是(　　)

A.H2O2、ZnO

B.氨水

C.KMnO4、ZnCO3

D.NaOH溶液

8.已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.0×10-16。下列说法错误的是(　　)

A.AgCl不溶于水,不能转化为AgI

B.在含有浓度均为0.001 mol·L-1的Cl-、I-的溶液中缓慢加入AgNO3稀溶液,首先析出AgI沉淀

C.AgI比AgCl更难溶于水,所以,AgCl可以转化为AgI

D.常温下,AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI,则NaI的浓度必须不低于×10-11 mol·L-1

9.25 ℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.6×10-9。该温度下,下列说法不正确的是(　　)

A.同浓度的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加BaCl2溶液,BaSO4先析出

B.BaCO3悬浊液中加入少量的新制氯水,c(Ba2+)增大

C.BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中,

D.BaSO4悬浊液中加入Na2CO3浓溶液,BaSO4不可能转化为BaCO3

10.往含I-和Cl-的稀溶液中逐滴加入AgNO3溶液,产生沉淀的质量m(沉淀)与加入AgNO3溶液的体积V(AgNO3溶液)的关系如图所示。已知:

Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.5×10-16,则原溶液中的比值为(　　)

A. B.

C. D.

二、非选择题(本题共3个小题,共50分)

11.(16分)(1)25 ℃,在0.10 mol·L-1 H2S溶液中通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)的关系如下图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。

①pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)=　　　　mol·L-1。 

②某溶液含0.020 mol·L-1 Mn2+、0.10 mol·L-1 H2S,当溶液pH=　　　　时,Mn2+开始沉淀。[已知:Ksp(MnS)=2.8×10-13] 

(2)已知:Ksp[Al(OH)3]=1×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=3×10-39,pH=7.1时Mn(OH)2开始沉淀。室温下,除去MnSO4溶液中的Fe3+、Al3+(使其浓度均小于1×10-6 mol·L-1),需调节溶液pH范围为　　　　　　。 

(3)酸性锌锰干电池是一种一次性电池。回收处理该废电池可得到多种化工原料。有关数据如下表所示:

用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是:加稀硫酸和H2O2溶解,铁变为　　　,加碱调节至pH为　　　时,铁刚好沉淀完全(离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱至pH为　　　　　时,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1 mol·L-1)。若上述过程不加H2O2后果是　　　　　　　　　　　　　,原因是　　　　　　　　　　。 

12.(16分)(1)如果用100 mL 1.5 mol·L-1的NaOH溶液吸收2.24 L(标准状况)的二氧化碳气体,所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为　　　　　　　　　　　　　　　　　(用离子浓度符号表示)。 

(2)燃料除硫时可用到CaCO3,它是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9。

①石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺技术的工作原理是烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙及鼓入的空气反应生成石膏(CaSO4·2H2O)。写出该反应的化学方程式: 　。 

②某纯碱溶液的浓度为2×10-4 mol·L-1,现将其与等体积的CaCl2溶液混合,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为　。 

13.(18分)某研究小组从一含锌废渣(质量百分组成:40.5% ZnO、19.5% CuO、5.7% FeO、7.3% Fe2O3,其余为SiO2)中回收锌和铜,设计以工业废酸(含15%的H2SO4)为酸浸液的方案,其流程如图(部分条件略)。已知:碱式碳酸锌的化学式为Zn(OH)2·ZnCO3。

部分离子以氢氧化物形式开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表:

请回答下列问题:

(1)常温下二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系如图,横坐标为溶液的pH,纵坐标为Zn2+或Zn(OH(配离子)物质的量浓度的对数(假设Zn2+浓度为10-5 mol·L-1时,Zn2+已沉淀完全)。

利用图中数据计算:Ksp[Zn(OH)2]=　　　　　。 

(2)写出试剂a、b的化学式:a　　　　;b　　　　　。 

(3)写出加入H2O2后发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　。 

(4)写出沉锌过程中反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　,沉锌后溶液中主要溶质的化学式是　　　　　。 

(5)将碱式碳酸锌加热分解可得到具有催化性能的活性氧化锌,可用于催化尿素与甲醇合成碳酸二甲酯(DMC)的反应。写出碱式碳酸锌受热分解的化学方程式:　。 

(6)利用氯化锌溶液与碳酸钠溶液反应制得的碳酸锌中混有碱式碳酸锌,某同学取一定质量的该固体,灼烧至恒重,能否通过固体质量的减少量来确定固体的成分?　　　　　(填“能”或“否”)。 

考点规范练25　难溶电解质的溶解平衡

1.C　据图像可知,0~V1时生成蓝色沉淀Cu(OH)2,V1~V2生成的沉淀为Mg(OH)2。V2=3V1,说明n[Mg(OH)2]=2n[Cu(OH)2],原溶液中MgCl2和CuCl2的物质的量浓度不相等,A错误;CuCl2的物质的量浓度小且首先沉淀铜离子说明Cu(OH)2的Ksp比Mg(OH)2的Ksp小,B错误;A点时溶质为NaCl和MgCl2,B点时为NaCl,C点时为NaCl和NaOH,镁离子水解促进水的电离,NaOH抑制水的电离,NaCl对水的电离无影响,C正确;要想生成沉淀,必须满足Qc>Ksp,铜离子浓度大小未知,无法判断是否生成沉淀,D错误。

2.D　Ksp只与难溶电解质的性质和外界温度有关,故A、C项正确;由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS在一定条件下可转化为CuS,故B项正确;同类型的难溶电解质(如AgCl、AgBr、AgI),Ksp越小,溶解度越小,而不同类型的难溶电解质(如Ag2SO4和AgI),Ksp小的溶解度不一定小,需要进行换算,故D项错误。

3.B　由②及沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)可知A项正确,B项错误;由③及难溶沉淀可以转化为更难溶沉淀可知C、D项正确。

4.B　使酚酞显红色的溶液呈碱性,说明Mg(OH)2在水中有部分溶解,溶解后的Mg(OH)2电离使溶液呈碱性,A项正确;Mg(OH)2与NH4Cl溶液反应速率较小,沉淀不能快速彻底溶解,B项错误;N结合Mg(OH)2悬浊液中的OH-,促进Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动,促使Mg(OH)2沉淀溶解,C项正确;盐酸能够与Mg(OH)2发生中和反应,促使Mg(OH)2的沉淀溶解平衡正向移动,D项正确。

5.A　BaSO4在水中存在着溶解平衡,A、C点在平衡曲线上,加入Na2SO4,会增大c(S),平衡左移,c(Ba2+)降低,故A项正确;D点时溶液不饱和,蒸发溶剂水,c(S)、c(Ba2+)均增大,故B项错误;B点表示Qc>Ksp,溶液过饱和,有沉淀析出,故C项错误;Ksp是一常数,温度不变,Ksp不变,在曲线上的任意一点Ksp都相等,故D项错误。

6.D　t℃时,Ksp(Ag2CrO4)=(10-3)2×10-6=1×10-12,A项错误;在饱和Ag2CrO4溶液中加入AgNO3可使溶液由Z点到Y点,处于饱和状态,不能由Z点到X点,B项错误;由Ksp可以计算AgCl、Ag2CrO4、AgBr在水中c(Ag+)的数量级是10-5、10-3、10-6.5,故溶解度的大小顺序为Ag2CrO4>AgCl>AgBr,C项错误;t℃时,取一定量的KCl和KBr的混合溶液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,AgBr已经沉淀,,D项正确。

7.A　加氨水、KMnO4、NaOH都会引入杂质离子,故B、C、D项错误;Fe3+沉淀完全时溶液的pH=3.7,此时Zn2+未沉淀,故应向酸性溶液中加入H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,再加入ZnO调节溶液的pH=3.7,使Fe3+全部转化为Fe(OH)3沉淀,并过滤除去,蒸发结晶即可得到纯净的ZnSO4,A项正确。

8.A　AgCl在水中存在溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),溶液中只要c(I-)·c(Ag+)>Ksp(AgI)即有AgI沉淀析出,A项错误;因为Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),在含有浓度均为0.001mol·L-1的Cl-、I-的溶液中缓慢加入AgNO3稀溶液,首先析出AgI沉淀,B项正确;Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),AgI比AgCl更难溶于水,所以,AgCl可以转化为AgI,C项正确;因为AgCl在水中c(Ag+)=mol·L-1=×10-5mol·L-1,当Qc(AgI)≥Ksp(AgI)时即有AgI沉淀生成,c(I-)·c(Ag+)≥1.0×10-16,故c(I-)≥×10-11mol·L-1,D项正确。

9.D　Ksp(BaSO4)<Ksp(BaCO3),所以同浓度的Na2SO4和Na2CO3混合溶液中滴加BaCl2溶液,BaSO4先析出,A项正确;BaCO3悬浊液中加入少量的新制氯水,氯水显酸性,消耗溶液中的C,促进碳酸钡的溶解平衡右移,因此溶液中c(Ba2+)增大,B项正确;BaSO4和BaCO3共存的悬浊液中,,C项正确;只要溶液中c(C)·c(Ba2+)>Ksp(BaCO3)就可以形成碳酸钡沉淀,所以BaSO4悬浊液中加入Na2CO3浓溶液,BaSO4有可能转化为BaCO3,D项不正确。

10.C　由AgCl、AgI的Ksp可知I-先转化为沉淀,消耗AgNO3溶液的体积为V1时沉淀完全;然后Cl-再沉淀,消耗AgNO3溶液的体积为(V2-V1),故原溶液中,。

11.答案(1)①0.043　②5

(2)5.0<pH<7.1

(3)Fe3+　2.7　6　Zn2+和Fe2+分离不开　Fe(OH)2和Zn(OH)2的Ksp相近

解析(1)①根据物料守恒:c(S2-)+c(H2S)+c(HS-)=0.10mol·L-1,故c(H2S)+c(HS-)=0.10mol·L-1-c(S2-)=0.10mol·L-1-5.7×10-2mol·L-1=0.043mol·L-1。

②要使Mn2+沉淀,需要的c(S2-)最小值为:c(S2-)=mol·L-1=1.4×10-11mol·L-1,再对照图像找出pH=5。

(2)由Al(OH)3和Fe(OH)3的Ksp知,使Al3+完全沉淀时,Fe3+肯定已完全沉淀。Ksp[Al(OH)3]=c(Al3+)·c3(OH-),c3(OH-)=mol3·L-3=10-27mol3·L-3,c(OH-)=10-9mol·L-1,pH=5.0,为了不使Mn2+沉淀,所以pH<7.1。

(3)由Zn(OH)2、Fe(OH)2、Fe(OH)3的Ksp可分别计算出Zn2+、Fe2+、Fe3+完全沉淀时的pH为8、8、2.7。所以要除去锌皮中的杂质铁,需先把Fe转化为Fe3+,再调节溶液pH=2.7使Fe3+恰好沉淀完全,再加碱至溶液pH=6时,Zn2+开始沉淀[因c(Zn2+)=0.1mol·L-1,所以c(Zn2+)·c2(OH-)=10-17,得出对应pH=6]。所以溶解金属时加H2O2的目的就是使Fe转化为Fe3+,否则Fe2+和Zn2+一起沉淀,无法分离出杂质。

12.答案(1)c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+)

(2)①2CaCO3+2SO2+O2+4H2O2(CaSO4·2H2O)+2CO2

②5.6×10-5 mol·L-1

解析(1)标准状况下,2.24LCO2的物质的量为=0.1mol,100mL1.5mol·L-1NaOH溶液中含有0.15molNaOH,二者发生反应2CO2+3NaOHNa2CO3+NaHCO3+H2O生成等浓度的Na2CO3、NaHCO3,HC、C部分水解,溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),由于C水解程度大于HC且C水解生成HC,故c(HC)>c(C),反应后溶液中的离子浓度大小为c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(OH-)>c(H+)。

(2)①石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺技术的工作原理是:烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙及鼓入的空气反应生成石膏(CaSO4·2H2O)和二氧化碳,其反应的化学方程式为2CaCO3+2SO2+O2+4H2O2(CaSO4·2H2O)+2CO2。

②Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol·L-1,等体积混合后溶液中c(C)=1×10-4mol·L-1,根据Ksp=c(C)·c(Ca2+)=2.8×10-9可知,c(Ca2+)=mol·L-1=2.8×10-5mol·L-1,原CaCl2溶液的最小浓度为混合溶液中c(Ca2+)的2倍,故原CaCl2溶液的最小浓度为5.6×10-5mol·L-1。

13.答案(1)1×10-17

(2)ZnO或Zn(OH)2　Zn

(3)H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O

(4)2Zn2++4HCZn(OH)2·ZnCO3↓+3CO2↑+H2O　(NH4)2SO4

(5)Zn(OH)2·ZnCO32ZnO+CO2↑+H2O　(6)能

解析含锌废渣中有ZnO、CuO、FeO、Fe2O3、SiO2,向含锌废渣中加入工业废酸(含15%的H2SO4),发生反应生成ZnSO4、CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3。根据表格提供的信息,调pH的目的是沉淀Fe3+,但不能引入新的杂质,所以加入试剂ZnO或Zn(OH)2来调节pH,由于溶液中Fe2+完全沉淀的pH较大,需要用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+。过滤得到的滤液是ZnSO4、CuSO4的混合溶液,为了得到Cu,所以需要加入Zn,发生置换反应Zn+CuSO4ZnSO4+Cu,过滤,滤液是ZnSO4溶液,然后用碳酸氢铵溶液沉锌。

(1)根据题图所示,lgc=-3.0,pH=7.0时形成Zn(OH)2沉淀,此时c(Zn2+)=10-3mol·L-1,c(OH-)=10-7mol·L-1,Ksp[Zn(OH)2]=10-3×(10-7)2=1×10-17。

(2)根据上述流程分析,试剂a为ZnO或Zn(OH)2;试剂b为Zn。

(3)H2O2具有氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,自身被还原成水,根据电荷守恒和原子守恒配平,所以加入H2O2后发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+2Fe3++2H2O。

(4)沉锌过程中是硫酸锌与碳酸氢铵反应生成Zn(OH)2·ZnCO3沉淀、CO2、H2O和(NH4)2SO4,所以离子方程式为2Zn2++4HCZn(OH)2·ZnCO3↓+3CO2↑+H2O;沉锌后溶液中主要溶质的化学式是(NH4)2SO4。

(5)碱式碳酸锌加热分解可得到ZnO、CO2和H2O,则碱式碳酸锌受热分解的化学方程式为Zn(OH)2·ZnCO32ZnO+CO2↑+H2O。

(6)由于碳酸锌和碱式碳酸锌受热均能分解生成氧化锌,固体质量都发生变化,所以该同学取一定质量的固体,灼烧至恒重,能通过固体质量的减少量来确定该固体的成分。